DE102004047114B4 - Wireless signal transmitter and detector - Google Patents
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Abstract
Drahtloser
Signalsender und -detektor (20) zum Einbau in oder Anbau an bestehende
installierte elektrische Schalter oder Taster mit zumindest einem
angeschlossenen Leistungskontakt, vorzugsweise in oder an Lichtschalter
oder Lichttaster,
der im eingebauten oder angebauten Zustand
ein Schalten oder Tasten oder eine Schaltstellung des elektrischen Schalters
oder Tasters detektiert und
ein entsprechendes Signal sendet,
dadurch
gekennzeichnet, daß
er
zum nachträglichen
Einbau oder Anbau zusätzlich
zu dem angeschlossenen Leistungskontakt oder den angeschlossenen
Leistungskontakten des installierten Schalters oder Tasters ausgestaltet
ist, wobei der Signaldetektor (30) an einer Wippe (17) des Schalters
oder Tasters angebracht ist und einen Beschleunigungssensor als
Sensorelement (4) aufweist, der die durch Betätigung des Schalters oder Tasters
hervorgerufene Bewegung der Wippe (17) erkennt.Wireless signal transmitter and detector (20) for installation in or attachment to existing installed electrical switches or push-buttons with at least one connected power contact, preferably in or at light switches or light sensors,
the detected when installed or mounted state switching or buttons or a switch position of the electrical switch or button and
sends a corresponding signal,
characterized in that
it is designed for retrofitting or mounting in addition to the connected power contact or the connected power contacts of the installed switch or button, the signal detector (30) is mounted on a rocker (17) of the switch or button and having an acceleration sensor as a sensor element (4) , which detects the movement of the rocker (17) caused by actuation of the switch or button.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Signalsender und -detektor, vorzugsweise einen solchen für Lichtschalter oder ähnliche im Haushalt anzutreffende elektrische Schalter oder Taster, wie etwa Rolladenschalter, Lüftungsschalter oder Klingeltaster.The The present invention relates to a signal transmitter and detector, preferably one for light switches or similar household electrical switches or buttons, such as about shutter switch, ventilation switch or doorbell button.
Die meisten Wohnungen sind mit festen Anschlußstellen für elektrische Verbraucher, wie etwa Beleuchtungskörper ausgestattet. Ebenso sind die dazugehörigen Schalter und die entsprechenden Steuerfunktionen (z.B. Wechselschalter oder Taster) festgelegt. Hat der Bewohner einer solchen Wohnung das Bedürfnis die z.B. vorgegebenen Deckenlampen durch Stehlampen zu ersetzen und möchte er diese über die vorhandenen Lichtschalter steuern, muß er die Installationsverdrahtung ändern. Dies ist aufwendig und teuer, d.h. die Wände müssen aufgestemmt werden, ein Handwerker wird benötigt etc..The Most homes have fixed access points for electrical consumers, like lighting fixtures fitted. Similarly, the associated switches and the corresponding Control functions (e.g., changeover switch or button). Does the inhabitant of such a flat feel the need e.g. predetermined To replace ceiling lamps with floor lamps and he would like these over the controlling existing light switch, he must change the installation wiring. This is expensive and expensive, i. the walls have to be prized open Artisan is needed Etc..
Von dieser Situation ausgehend stellt sich daher das Problem der Änderung der Steuerverknüpfung, d.h. z.B. der Beziehung Schalter – Lampe, bestehender Schalter oder Taster ohne Notwendigkeit von Stemmarbeiten.From Starting from this situation, therefore, the problem of change arises the control link, i. e.g. the relationship switch - lamp, existing switch or button without the need for caulking.
Zur Lösung dieses Problems sind eine Reihe technischer Lösungsansätze bekannt, bei denen die Steuerinformation drahtlos (z.B. über Funk) an einen drahtlosen Schalterempfänger übermittelt wird, welcher sich in der Zuleitung z.B. einer Lampe befindet.to solution This problem is known a number of technical solutions in which the control information wirelessly (e.g. Radio) is transmitted to a wireless switch receiver, which itself in the feeder e.g. a lamp is located.
So
wird in der
Das
in der
In
jedem Falle verursacht aber ein System nach der Lehre der
Es bleibt somit – will man derart unnützen Kostenaufwand vermeiden -statt dieser präventiven Vorrüstung nur der Weg der Verwendung von Systemen zur Nachrüstung und Ergänzungsinstallation.It stays thus - wants you are so useless Avoid cost - instead of this preventive pre-installation only the way of using systems for retrofitting and supplementary installation.
Ein solches System nach dem Stand der Technik zeichnet sich dadurch aus, daß der bereits bestehende Lichtschalter für seinen Einsatz umgebaut werden muß. Dieses System erlaubt es, die Optik der bereits vorhandenen Installation nicht zu verändern. Auch müssen keine Stemmarbeiten vorgenommen werden.One Such a system according to the prior art is characterized from that the already existing light switches are rebuilt for his use got to. This System allows the appearance of the existing installation not to change. Also need no caulking work will be done.
Der
Umbau kann hierbei je nach Hersteller auf zwei Arten durchgeführt werden:
Bei
einem Produkt der Firma INSTA (eingetragene Marke) (unter den eingetragenen
Marken GIRA, BERKER oder JUNG vertrieben) nach dem Stand der Technik
wird die bestehende 230 Volt Verdrahtung vom bestehenden Lichtschalter
entfernt und dann die freigewordenen elektrischen Kontakte des Lichtschalters
an einen hinter dem Schalteinsatz in der Unterputzdose untergebrachten
UP-Sender angeschlossen. Dieser tastet über die elektrischen Kontakte
die Position des Schalters ab und sendet bei Betätigung des Schalters ein Funktelegramm
an den drahtlosen Schaltempfänger,
der bei den meisten Produkten nach diesem System als Zwischenstecker
ausgeführt
ist.Depending on the manufacturer, the conversion can be carried out in two ways:
In the case of a prior art product INSTA (Registered Trademark) (sold under registered trademarks GIRA, BERKER or JUNG) the existing 230 volt wiring is removed from the existing light switch and then the released electrical contacts of the light switch to one behind the switch insert connected in the flush-mounted box UP transmitter connected. This scans over the electrical contacts from the position of the switch and sends a radio telegram to the wireless switch receiver when operating the switch, which is designed for most products according to this system as an intermediate plug.
Ahnliche Produkte werden auch von der Firma MERTEN (eingetragene Marke), MOELLER (eingetragene Marke) und der Firma BUSCH JÄGER (eingetragene Marke) angeboten.Similar Products are also sold by MERTEN (registered trademark), MOELLER (registered trademark) and the company BUSCH JÄGER (registered trademark) Brand) offered.
Der Hauptnachteil dieser Produkte liegt jedoch darin begründet, daß sie der Installation durch den Fachmann (i.d.R. einen Elektriker) bedürfen und nicht vom unkundigen Laien allein nachzurüsten sind, da Arbeiten an der 230 V-Verkabelung notwendig sind. Eine zusätzliche Schwierigkeit bei der Montage dieser Produkte liegt darin, dass fachliche Kenntnisse zur Auswahl des geeigneten UP-Sendemoduls erforderlich sind, da einige Module nur Taster bzw. nur Schalter unterstützen.Of the The main disadvantage of these products, however, lies in the fact that they are the Installation by a specialist (i.d.R., an electrician) require and are not to be retrofitted by the layman alone, since work on the 230 V cabling is necessary. An additional difficulty with the Assembly of these products lies in the fact that technical knowledge to the Selection of the appropriate UP transmitter module are required as some Modules support only buttons or only switches.
Bei einem weiteren Produkt nach dem Stand der Technik z.B. der Firma NIKO wird die bestehende 230 Volt Verdrahtung vom bestehenden Schalter entfernt. Danach wird der Schaltereinsatz aus der Unterputzdose genommen und durch einen mechanisch kompatiblen Block ersetzt, der einen Sender, anstatt des im Schalterseinsatz vorhandenen Leistungskontaktes, enthält.at another product of the prior art, e.g. the company NIKO will replace the existing 230 volt wiring from the existing switch away. Then the switch insert from the flush-mounted box taken and replaced by a mechanically compatible block, the a transmitter, instead of the existing in the switch insert power contact, contains.
Auch hier werden ähnliche Produkte von den Firmen INSTA, MERTEN, MOELLER und PEHA (eingetragene Marke) angeboten.Also here are similar Products from the companies INSTA, MERTEN, MOELLER and PEHA (registered Brand) offered.
Auch diese Produkte erfordern aufgrund der Notwendigkeit zur Änderung der 230 Volt Verkabelung die Montage durch einen Fachmann. Zusätzlich sind die jeweiligen Sender, in mechanischer Ausführung und Optik, spezifisch an bestimmte Schalterprogramme des jeweiligen Herstellers angepasst. So hat man heute die Situation, dass derartige Produkte nur für einige auf dem Markt verfügbare Schalterprogramme einer begrenzten Anzahl von Schalterprogrammherstellern existieren und deswegen beispielsweise bei einem Umzug in eine andere Wohnung die Wiederverwendung des Produktes in der neuen Wohnung aufgrund der geringen Wahrscheinlichkeit dort das gleiche Schalterprogramm vorzufinden i.d.R. nicht möglich ist.Also These products require due to the need to change the 230 volt wiring installation by a specialist. In addition are the respective transmitters, in mechanical design and optics, specific adapted to specific switch programs of the respective manufacturer. So today one has the situation that such products only for some available in the market Switch programs of a limited number of switch program manufacturers exist and therefore, for example, when moving to another Apartment the reuse of the product in the new apartment due to the low probability there the same switch program to be found i.d.R. not possible is.
Allerdings gibt es nach dem Stand der Technik auch Nachrüstsysteme, die eine Montage durch Nicht-Fachleute, mithin also ohne Arbeiten an der Elektroanlage ermöglichen.Indeed There are also state-of-the-art retrofit systems that require assembly by non-specialists, thus without working on the electrical system enable.
Derartige Systeme bestehen aus einem Wandsender in Lichtschalterform, der auf der Wandoberfläche angebracht wird und z.B. einem Lichtschalter ähnlich sieht, sowie dem jeweils dazugehörigen drahtlosen Schalterempfänger. Der Sender wird hierbei etwa ohne Stemm- oder Elektroinstallationsarbeiten direkt auf die Wand geklebt oder geschraubt, kann also von einem Nicht-Fachmann montiert werden. Ebenso kann der zugehörige drahtlose Schalterempfänger ohne die Hilfe eines Fachmanns montiert werden, da er als Zwischenstecker konstruiert ist.such Systems consist of a wall transmitter in light switch form, the mounted on the wall surface is and, e.g. looks like a light switch, as well as the respectively associated wireless switch receiver. The transmitter is here about without prying or electrical installation work glued or screwed directly onto the wall, so can one of Non-specialist can be mounted. Similarly, the associated wireless switch receiver can be mounted without the help of a professional, as he as an adapter is constructed.
Verfügbar ist dieses System z.B in einer weit verbreiteten Baumarktausführung zur Selbstmontage, welche sich durch einfache Konstruktion, relativ günstigen Preis, aber ein einheitlich gehaltenes, nicht an bestehende Schalterprogramme anpassbares Erscheinungsbild auszeichnet.Is available This system, for example, in a widespread construction market execution for Self-assembly, which is simple in construction, relatively Great Price, but a uniform, not existing switch programs customizable appearance distinguishes.
Hochwertigere Ausführungen dieser Lösung nach dem Stand der Technik werden von den Firmen INSTA, PEHA, NIKO, MOELLER, BUSCH-JAEGER und MERTEN (eingetragene Marken) angeboten und zeichnen sich durch eine an bestimmte Schalterprogramme des jeweiligen Herstellers angepasste Optik gegenüber der vorstehend angeführten Baumarktausführug aus. Auch bieten sie die Verfügbarkeit von weiteren Komponenten mit Spezialfunktionen im Rahmen eines Komponentensystems (wie etwa Dimmer, Rolladensteuerung, etc.). Allerdings besteht auch hier der Nachteil, daß das Design der Schalter nur von dem jeweiligen Hersteller selbst angebotene Schalterprogramme unterstützt und hier auch nicht das gesamte jeweilige Sortiment.Higher quality versions this solution According to the state of the art, the companies INSTA, PEHA, NIKO, MOELLER, BUSCH-JAEGER and MERTEN (registered trademarks) and are characterized by a specific switch programs of the optics adapted to the above-mentioned Baumarktausführug from. Also they offer the availability of other components with special functions in the context of a component system (such as dimmer, shutter control, etc.). However, there is also here the disadvantage that the Design of the switches offered only by the respective manufacturer Switch programs supported and here not the entire range.
Beide vorgenannte Systeme weisen überdies den Nachteil auf, daß der schon bestehende Schalter i.d.R. funktionslos wird. Auch stellen hierbei auftretende Unterschiede im Design der Schalter sich insbesondere in entsprechend gestalteten Räumlichkeiten als Nachteil dar. Im ungünstigsten Fall hat der Anwender somit zwei optisch ungleiche Lichtschalter nebeneinander, von denen einer sogar funktionslos ist; eine insgesamt gesehen unbefriedigende Lösung.Both The aforementioned systems also have the disadvantage that the existing switches i.d.R. becomes functionless. Also ask this occurring differences in the design of the switch in particular in appropriately designed premises as a disadvantage. In the worst case Case, the user thus has two optically unequal light switch next to each other, one of which is even inoperative; a total view unsatisfactory solution.
Dieser
Nachteil ist auch nicht durch einen Funkschalter nach der
Der derzeit auf dem Markt verfügbare Stand der Technik stellt sich damit im wie folgt dar:Of the currently available in the market The state of the art is thus as follows:
Tabelle 1: Der zum Zeitpunkt der Anmeldung am Markt verfügbare Stand der Technik nach Systemeigenschaftskategorien, mit den in nachfolgenden Anmerkungen wiedergegebenen Bemerkungen: 1) Schaltaktor erfordert Montage durch den Fachmann Table 1: The state of the art available at the time of filing according to system attribute categories, with the comments given in the notes below: 1) Switching actuator requires assembly by a skilled person
Tabelle 1 zeigt, dass die auf dem Markt verfügbaren Systeme jeweils mindestens einen der folgenden Nachteile aufweisen:
- – Die Montage muss bei Systemen nach dem Stand der Technik, die Arbeiten an der 230 V Verdrahtung erfordern, von einem Fachmann durchgeführt werden. Die Montagekosten übersteigen dabei leicht die Kosten der eigentlichen Systemkomponenten. Insbesondere Privatanwender entscheiden sich aufgrund der hohen Gesamtkosten aus Montage- und Komponentenkosten gegen den Einsatz eines derartigen Systems nach dem Stand der Technik.
- – Systeme nach dem Stand der Technik, die zur Selbstmontage durch den Anwender geeignet sind, werden insbesondere von Privatanwendern als unbefriedigend wahrgenommen, da sie sich entweder nicht in die bestehende Optik der vorhandenen Installationsschalter einfügen und/oder den vorhandenen Installationsschalter funktionslos werden lassen und/oder anders bedient werden als die vorhandenen Installationsschalter.
- - Installation must be carried out by a specialist in state-of-the-art systems requiring work on the 230 V wiring. The installation costs easily exceed the costs of the actual system components. In particular private users decide against the use of such a system due to the high total costs of assembly and component costs according to the prior art.
- - Systems of the prior art, which are suitable for self-assembly by the user are perceived by private users in particular as unsatisfactory because they either do not fit into the existing appearance of existing installation switches and / or leave the existing installation switch and / or functionless be operated differently than the existing installation switch.
Zudem wird ein Fachmann bei den Systemen nach dem Stand der Technik auch zur Auswahl der Komponenten benötigt, indem der Fachmann beispielsweise den Typ des beim Anwender vorhandenen Schalterprogramms feststellt und dazu optisch passende Komponenten aussucht.moreover One skilled in the art will also appreciate the prior art systems needed to select the components, the person skilled in the art, for example, the type of existing at the user Switch program determines and visually matching components chooses.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass es bei dem auf dem Markt befindlichen Stand der Technik nicht möglich ist, dass der Anwender sich beispielsweise in einem Lampengeschäft ohne Unterstützung eines Fachmanns ein System, bestehend aus einem nachrüstbaren Signalsender und -detektor und dem dazugehörigen Schaltempfänger, kauft, dieses System dann ohne Mithilfe eines Fachmanns in seiner Wohnung montiert und damit ein Ergebnis erzielt, welches seine Ansprüche an Optik und Bedienung erfüllt.In summary can be said that it is in the market state the technology is not possible is that the user, for example, in a lamp shop without Support one A specialist system consisting of a retrofittable signal transmitter and detector and the associated Switch receiver, buy this system then without the help of a professional in his Apartment mounted and thus achieved a result, which its claims to optics and operation met.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen drahtlosen Signalsender und -detektor zum Einbau in bestehende elektrische Schalter oder Taster anzugeben, der ohne elektrische Installationsarbeiten nachrüstbar ist, also auch von einem Nicht-Fachmann montierbar ist, aber gleichzeitig die Nutzung bereits installierter Schalter oder Taster verschiedener Hersteller erlaubt.outgoing From this prior art, it is therefore an object of the present Invention a wireless signal transmitter and detector for installation to be specified in existing electrical switches or buttons without electrical installation work can be retrofitted, including one Non-specialist is mountable, but at the same time the use already installed switch or button of different manufacturers allowed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen drahtlosen Signalsender und -detektor zum Einbau in oder Anbau an bestehende installierte elektrische Schalter oder Taster mit zumindest einem angeschlossenen Leistungskontakt, vorzugsweise in oder an Lichtschalter oder Lichttaster, der im eingebauten oder angebauten Zustand ein Schalten oder Tasten oder eine Schaltstellung des elektrischen Schalters oder Tasters detektiert und ein entsprechendes Signal sendet, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß er zum nachträglichen Einbau oder Anbau zusätzlich zu dem angeschlossenen Leistungskontakt oder den angeschlossenen Leistungskontakten des installierten Schalters oder Tasters ausgestaltet ist, wobei der Signaldetektor an einer Wippe des Schalters oder Tasters angebracht ist und einen Beschleunigunssensor als Sensorelement aufweist, der die durch Betätigung des Schalters oder Tasters hervorgerufene Bewegung der Wippe erkenntThese The object is achieved by a wireless signal transmitter and detector for installation in or attachment to existing installed electrical switches or buttons with at least one connected power contact, preferably in or to light switch or light sensor, which is built-in or attached state a switching or buttons or a switch position the electrical switch or button detected and a corresponding Signal transmits, according to the invention by is characterized in that he for later Installation or additional cultivation to the connected power contact or the connected Power contacts of the installed switch or button designed is, wherein the signal detector on a rocker of the switch or Buttons is attached and an acceleration sensor as a sensor element which, by actuation detects the switch or button caused movement of the rocker
Anzumerken ist, daß ,drahtlos' im Sinne der vorliegenden Erfindung alle nicht leitungsgebundenen Ubertragungswege, also insbesondere Funkübertragung, Lichtübertragung, wie etwa Infrarotübertragung aber auch Schallübertragung wie etwa die Ubertragung mittels Ultraschall umfaßt.It should be noted is that 'wireless' in the sense of the present Invention all non-wired transmission paths, ie in particular Radio transmission, Light transmission, like infrared transmission but also sound transmission such as the transmission by means of ultrasound.
Dadurch, daß der erfindungsgemäße drahtlose Signalsender und -detektor zum Einbau bzw. Anbau zusätzlich zum angeschlossenen Leistungskontakt ausgestaltet ist und elektrisch unabhängig vom Stromkreis des Leistungskontakts ist, bedarf es keiner elektrischen Installationsarbeiten, d.h. die Installation kann auch von jedem Nicht-Elektriker ausgeführt werden, wobei der erfindungsgemäße drahtlose Signalsender und -detektor aus dem gleichen Grund vorzugsweise so ausgestaltet ist, daß er installiert werden kann, ohne, daß bestehende elektrische Kabelverbindungen entfernt oder gelöst werden müssen. Ebenso können durch den Einbau in bzw. Anbau an bereits bestehende Schalter oder Taster diese weiterbenutzt werden, was so zum einen tote Installationen verhindert, aber zum anderen auch das bestehende Design und die vom Anwender gewohnte Bedienung, d.h. Bedienort und Bedienweise, erhält.Thereby, that the wireless according to the invention Signal transmitter and detector for installation or mounting in addition to connected power contact is configured and electrically independently from the circuit of the power contact, it does not require electrical Installation work, i. The installation can also be done by anyone Non-electrician running be, wherein the inventive wireless Signal transmitter and detector for the same reason preferably so is designed that he can be installed without that existing electrical cable connections removed or solved Need to become. Likewise by installation in or attachment to existing switches or These buttons will continue to be used, resulting in dead installations prevented, but on the other hand, the existing design and the user-familiar operation, i. Operating location and operation, receives.
Vorzugsweise weist der Signaldetektor nach der vorliegenden Erfindung nur eine mechanische Verbindung mit einer Wippe des Schalters oder Tasters auf. Dadurch kann der Signaldetektor die Betätigung des Schalters anhand der Bewegung der Wippe beim Schaltvorgang erkennen, benötigt keine elektrische Verbindung zum elektrischen Kontakt des Schalters oder Tasters und kann ohne Änderung der produktmäßigen Ausgestaltung des Signalsenders und -detektors an den meisten im Markt verfügbaren Installationsschaltern oder -tastern durch Ein- bzw. Anbau nachgerüstet werden, obwohl die jeweiligen Hersteller der Installationsschalter den Einbau eines solchen Signalsenders und -detektors ursprünglich nicht vorgesehen haben und die mechanische Ausgestaltung der Wippe des Schalters und damit die mechanische Ausgestaltung des Einbauortes des Signalsenders und -detektors stark von der Schalterserie und dem Hersteller des Schalters abhängt.Preferably The signal detector according to the present invention has only one mechanical connection with a rocker switch or push button on. As a result, the signal detector based on the operation of the switch detecting the movement of the rocker during the switching process does not require any electrical connection to the electrical contact of the switch or Tasters and can without change the product-related design signal transmitter and detector on most of the installation switches available on the market or -tastern be retrofitted by installation or extension, although the respective Manufacturer of the installation switch the installation of such a signal transmitter and detector originally have not provided and the mechanical design of the rocker the switch and thus the mechanical design of the installation of the Signal transmitter and detector strongly of the switch series and the Manufacturer of the switch depends.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der drahtlose Signalsender und -detektor so gestaltet, daß er eine Selbstklebefläche, vorzugsweise mit abziehbarer Schutzfolie, zur mechanischen Verbindung aufweist, wodurch eine einfache Montagemethode gegeben ist, die ohne Einsatz von speziellem Werkzeug von einem Nicht-Fachmann durchgeführt werden kann und wodurch gleichzeitig die Möglichkeit gegeben ist den Signalsender und – detektor zu demontieren und z.B. bei einem Wohnungswechsel an einem Installationsschalter der neuen Wohnung wieder zu montieren.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the wireless signal transmitter and detector is designed so that it has a self-adhesive surface, preferably with peelable protective film for mechanical connection, whereby a simple mounting method is given, which without Ein Set of special tools can be performed by a non-specialist and which at the same time given the opportunity to dismantle the signal transmitter and - detector and, for example, to reassemble at a change of residence at an installation switch the new apartment.
Auch kann der Signalsender und -detektor nach der vorliegenden Erfindung zur Montage in einem Hohlraum im Schalter oder Taster ausgestaltet sein. Dadurch ist er nach erfolgter Montage aus der Sicht des Benutzers optisch nicht erkennbar und das optische Erscheinungsbild des Schalters oder Tasters bleibt unverändert.Also For example, the signal transmitter and detector of the present invention designed for mounting in a cavity in the switch or button be. As a result, it is from the user's point of view after installation not visually recognizable and the visual appearance of the switch or buttons remains unchanged.
Vorzugsweise ist dabei der erfindungsgemäße Signalsender und -detektor zur Montage in dem Hohlraum zwischen Wippe und einem Schalteinsatz ausgestaltet, indem er eine Dicke von max 5 mm, vorzugsweise max. 3 mm und eine Breite und Höhe von max. 15 mm, vorzugsweise max. 10 mm, aufweist. Diese geringe Größe erlaubt die Montage der gleichen produktmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen drahtlosen Signalsenders und -detektors inmöglichst vielen Schalterprogrammen unterschiedlicher Hersteller, indem er nach dem Entfernen der Schaltwippe auf dessen Rückseite geklebt wird und dann die Schaltwippe wieder aufgesetzt wird. Die maximale Dicke des drahtlosen Signalsenders und -detektors von 3 mm und eine Breite und Höhe von 10 mm erlaubt die Montage der gleichen produktmäßigen Ausgestaltung des erfindungsmäßigen Gegenstands auch in Schaltern mit sehr kleinen Wippen.Preferably is the signal transmitter according to the invention and detector for mounting in the cavity between rocker and a Switching insert designed by a thickness of max 5 mm, preferably Max. 3 mm and a width and height by Max. 15 mm, preferably max. 10 mm. This small size allows the installation of the same product design of the wireless signal transmitter according to the invention and detector possible many switch programs from different manufacturers, by adding the removal of the rocker is glued to the back and then the rocker switch is put back on. The maximum thickness of the wireless Signal transmitter and detector of 3 mm and a width and height of 10 mm allows the installation of the same product design of the inventive subject matter also in switches with very small rockers.
Der drahtlose Signalsender und -detektor nach der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, daß der Signaldetektor als Sensorelement einen Beschleunigungssensor aufweist, der die durch Betätigung des Schalters oder Tasters hervorgerufene Bewegung erkennt.Of the wireless signal transmitter and detector according to the present invention is also characterized in that the signal detector as a sensor element an acceleration sensor, which by pressing the Switches or buttons detected movement detects.
Als Sensorelement kann dabei etwa
- – ein piezoelektrisch arbeitender Sensor, z.B ein Piezofilm oder auch eine Piezokeramik, und so eine einfache, kostengünstige und stark miniaturisierte Konstruktion und eine hohe Lebensdauer der vorliegenden Erfindung erlaubt oder
- – ein mikromechanischer Sensor, also eine integrierte Halbleiterschaltung, bei der das Sensorelement, z.B. ein Sensor zur Beschleunigungsmessung, als Bestandteil eines Siliziumchips ausgeführt ist und so eine vorteilhaft kleine Bauform des erfindungsmäßigen Gegenstands erlaubt
- A piezoelectrically operating sensor, for example a piezofilm or also a piezoceramic, and thus permits a simple, cost-effective and highly miniaturized construction and a long service life of the present invention or
- - A micromechanical sensor, that is, a semiconductor integrated circuit, in which the sensor element, for example, a sensor for acceleration measurement, is designed as part of a silicon chip and so allows an advantageously small size of the inventive subject matter
Auch kann der drahtlose Signalsender und -detektor nach der vorliegenden Erfindung, so ausgestaltet sein, daß er eine Batterie als Energieversorgung, eine Auswerteschaltung und einen Batterieschalter zur Freigabe der Batterieversorgung des Signalsenders aufweist, wobei das Sensorelement bei Betätigung des Schalters oder Tasters die Auswerteschaltung so ansteuert, daß diese den Batterischalter derart ansteuert, daß dieser sodann die Energieversorgung von der Batterie zum Signalsender freigibt.Also For example, the wireless signal transmitter and detector of the present Invention, designed to use a battery as a power supply, an evaluation circuit and a battery switch to release the Battery supply of the signal transmitter, wherein the sensor element on actuation the switch or button controls the evaluation so that this the battery switch controls such that this then the power supply from the battery to the signal transmitter.
Ein Batterieschalter hat dabei etwa gegenüber einer Lösung,
- – bei der der Logikschaltkreis und der HF-Sender in einen sogenannten SLEEP-Modus versetzt werden, oder
- – einer
in der
DE 298 15 154 U1 - – einer
in der
DE 693 06 185 T2
- - In which the logic circuit and the RF transmitter are placed in a so-called SLEEP mode, or
- - one in the
DE 298 15 154 U1 - - one in the
DE 693 06 185 T2
Dabei kann die Freigabe der Energieversorgung für eine bestimmte Zeit erfolgen, wobei die Freigabezeit der Energieversorgung vorzugsweise so bemessen ist, daß der Signalsender in dieser Zeit das dem Schalten oder Tasten oder der Schaltstellung entsprechende Signal senden kann und der Signalsender außerhalb der Signalübertragung aus Energiespargründen keine Energie verbraucht.there the release of the power supply can take place for a certain time, wherein the release time of the power supply is preferably such is that the Signal transmitter in this time that the switching or keys or the Switch position can send corresponding signal and the signal transmitter except for signal transmission for energy saving reasons no energy consumed.
Auch kann die Freigabe der Energieversorgung so gestaltet sein, daß sie durch den Signalsender nach dem Senden des dem Schalten oder Tasten oder der Schaltstellung entsprechenden Signals zurückgenommen wird und so die Freigabezeit der Energieversorgung des Signalsenders auch bei von Schaltvorgang zu Schaltvorgang variierenden Signalübertragungszeiten an diese genau angepaßt ist und so der Energieverbrauch des Signalsenders minimiert werden kann.Also, the release of the power supply may be designed to be controlled by the signal transmitter is rescinded after sending the switching or keys or the switching position corresponding signal and so the release time of the power supply of the signal transmitter is exactly adapted even when switching from switching operation to switching signal transmission times to this and so the power consumption of the signal transmitter can be minimized.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße drahtlose Signalsender und -detektor so aufgebaut, daß seine Stromaufnahme bei nicht freigegebener Energieversorgung max. 200 nA, vorzugsweise max. 50 nA, beträgt um eine besonders kleine Bauform bei gleichzeitig langer Lebensdauer der Batterie zu erreichen.Preferably is the wireless invention Signal transmitter and detector constructed so that its power consumption at not released power supply max. 200 nA, preferably max. 50 nA, is a particularly small design with a long service life to reach the battery.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist der drahtlose Signalsender und -detektor nach der vorliegenden Erfindung, dadurch gekennzeichnet, daß der Signal sender einen Microcontroller aufweist, der die Signalsendung steuert, wobei dem Microcontroller vorzugsweise ein wiederbeschreibbarer Speicher zugeordnet ist, der die Software zur Steuerung des Microcontrollers aufweist. Dadurch sind zur Signalübertragung auch komplexe Kommunikationsprotokolle verwendbar oder Verschlüsselungsmechanismen zur Erhöhung der Übertragungssicherheit möglich. Die Verwendung eines Microcontrollers mit wiederbeschreibbarem Speicher erlaubt Anpassungen der Software auch nach dem Produktionsprozeß eines auf der Erfindung basierenden Produkts und so eine Zeitersparnis im Fertigungsprozeß, sowie eine Korrektur von etwaigen Softwarefehlern am fertigen Produkt.In Another particularly preferred embodiment is the wireless Signal transmitter and detector according to the present invention, characterized characterized in that Signal transmitter has a microcontroller, the signal transmission controls, wherein the microcontroller is preferably a rewritable Memory is allocated to the software used to control the microcontroller having. As a result, complex communication protocols are also used for signal transmission usable or encryption mechanisms to increase the transmission security possible. The use of a microcontroller with rewritable memory allows adjustments to the software even after the production process of a on the invention based product and so a time savings in the manufacturing process, and a correction of any software defects on the finished product.
Auch können Mittel vorgesehen sein, die ein Beschreiben des Speichers mittels eines über den Signalsender übertragenen Signals erlauben und so eine drahtlose Aktualisierung der Software im montierten Zustand des erfindungsgemäßen Gegenstand erlauben. Der Signalsender muß hierzu bidirektionale Übertragung zulassen, d.h. einen Transceiver enthalten.Also can Be provided means describing the memory by means of one over transmit the signal transmitter Signals allow for a wireless update of the software allow in the assembled state of the subject invention. Of the Signal transmitter must do this bidirectional transmission allow, i. contain a transceiver.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß unter einem Signalsender bei der hier vorliegenden Erfindung selbstverständlich auch solche verstanden werden, die Bestandteil einer bidirektionalen Sende-/Empfangseinheit, etwa des genannten Transceivers, sind.At It should be noted that under a signal transmitter in the present invention, of course, also those understood to be part of a bidirectional Transceiver, such as the said transceiver, are.
Der erfindungsgemäße drahtlose Signalsender kann aber auch so aufgebaut sein, daß er eine festverdrahtete Logik, vorzugsweise ein ASIC aufweist, welches die Signalsendung steuert. Dadurch können bei entsprechend hohen Fertigungsstückzahlen besonders niedrige Produktionskosten erreicht werden.Of the wireless according to the invention But signal transmitter can also be constructed so that it has a hardwired logic, preferably an ASIC having the Signal transmission controls. Thereby can with correspondingly high production quantities particularly low Production costs are achieved.
Im folgenden werden nicht einschränkend zu verstehende Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung besprochen. In dieser zeigen:in the The following will not be limiting to be understood embodiments discussed with reference to the drawing. In this show:
Die
Dazu
zeigt
Das
in
Nur
ergänzend
sei erwähnt,
dass der Aufbau der in
Weiterhin
ergänzend
sei erwähnt,
dass in einer speziellen Ausgestaltung des Signalsenders und -detektors
unter Verwendung eines mechanisch flexiblen Materials für das Distanzstück
Diese
zusätzliche
Methode der Aktivierung des Signalsenders und -detektors
Ist
diese zusätzliche
Methode der Aktivierung nicht gewünscht, kann die untere Trägerplatine
Der
HF-Schaltkreis
Eine
Sender/Empfänger
Kombination hat gegenüber
einem reinen Sender den Vorteil einer höheren Übetrtragungssicherheit wenn
der Erhalt der Information mittels einer Bestätigung des Empfängers überprüft wird.
Ebenso sind hier Komfortfunktionen möglich, z.B. Update der Software
des im Logikschaltkreis
Statt einer Funkübertragung können auch andere drahtlose Übetragungsarten verwendet werden, z.B. mittels infrarotem Licht.Instead of a radio transmission can also other wireless transmission types can be used, e.g. by means of infrared light.
Ein
Logikschaltkreis
Das Funksendetelegramm kann verschlüsselt werden, um bei der Übertragung sicherheitsrelevanter Betätigungsinformationen, z.B. Rolladenbetätigung, ungewollte Fremdbetätigung zu erschweren.The Radio transmission telegram can be encrypted be in order to transfer safety-relevant actuation information, e.g. Shutters operation, unwanted external operation to complicate.
Wird eine Modulationsrate des Hochfrequenzsenders von 50 kBit/s vorrausgesetzt, können in 2 ms Daten mit einem Umfang von 100 Bit übertragen werden. Diese Datenmenge reicht zur verschlüsselten Übermittlung der Betätigungsinformation, etwaiger Zusatzinformation, Identifikation des Teilnehmers, Protokollinformation und Redundanzinformation aus und bietet auch die Möglichkeit einer einmaligen Wiederholung des Telegramms zur Erhöhung der Übertragungssicherheit.Becomes a modulation rate of the radio frequency transmitter of 50 kbit / s is assumed, can in 2 ms data with a scope of 100 bits are transmitted. This dataset is sufficient for encrypted transmission the actuation information, any additional information, identification of the subscriber, protocol information and redundancy information, and also offers the possibility a single repetition of the telegram to increase the transmission security.
Es
ist vorteilhaft, wenn der Logikschaltkreis
Nach
Beenden der Übertragung
des Funksendetelegramms übermittelt
der Logikschaltkreis
Der
Batterieschalter
Die
Auswerteschaltung
Durch
das Einschalten des Batterieschalters
Besonders
vorteilhaft im Sinne der Erfindung ist es, wenn die Batterie
Eine miniaturisierte Bauweise und damit verbundene geringe mechanische Abmessungen der Anordnung ist notwendig um die erfindungsgemäße Montage des drahtlosen Signalsenders und – detektors in den bestehenden Hohlräumen hinter der Wippe eines handelsüblichen Lichtschalters zu ermöglichen. Eine miniaturisierte Bauweise ist im Besonderen notwendig, da Abmessungen und Form der in handelsüblichen Lichtschaltern bestehenden Hohlräume sich je nach Hersteller und Produkttyp des Lichtschalters unterscheiden und so eine einzige produktmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen drahtlosen Signalsenders und -detektors, dessen mechanische Abmessungen sich auf das Schnittvolumen der Hohlräume möglichst vieler Lichtschaltertypen beschränkt, sich kommerziell vorteilhaft für die Montage in möglichst vielen Lichtschaltertypen eignet und so auch die erfindungsgemäße Anforderung erfüllt ist, dass der Anwender bei der Auswahl und der Montage der produktmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen drahtlosen Signalsenders und -detektors keinen Fachmann benötigt.A miniaturized construction and associated low mechanical Dimensions of the arrangement is necessary for the assembly according to the invention of the wireless signal transmitter and detector in the existing ones cavities behind the seesaw of a commercial one To enable light switch. A miniaturized construction is necessary in particular because dimensions and form of commercially available Light switches existing cavities differ depending on the manufacturer and product type of the light switch and such a single product design of the wireless according to the invention Signal transmitter and detector whose mechanical dimensions are on the cutting volume of the cavities preferably limited to many light switch types, commercially advantageous for the assembly in as possible many types of light switch suitable and so is the requirement of the invention Fulfills is that the user in the selection and installation of product design of the wireless according to the invention Signal transmitter and detector no specialist needed.
Den erfindungsgemäßen Anforderungen an die mechanischen Abmessungen des drahtlosen Signalsenders und -detektors entspricht z.B. der Batterietyp mit der IEC-Bezeichnung CR927 (Vergleiche hierzu: CR927 Technical Data Sheet, Firmenschrift, Renata SA, Itingen, Schweiz, 2002.), einem Durchmesser von 9,5 mm, einer Dicke von 2,7 mm und einer Kapazität von etwa 30 mAh oder der Batterietyp mit der IEC-Bezeichnung CR1025 (Vergleiche hierzu: CR1025 Technical Data Sheet, Firmenschrift, Renata SA, Itingen, Schweiz, 2001.), einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 2,5 mm und einer Kapazität von 30 mAh.The Requirements according to the invention to the mechanical dimensions of the wireless signal transmitter and detector corresponds e.g. the battery type with the IEC designation CR927 (See: CR927 Technical Data Sheet, Company Journal, Renata SA, Itingen, Switzerland, 2002.), a diameter of 9.5 mm, a thickness of 2.7 mm and a capacity of about 30 mAh or Battery type with the IEC designation CR1025 (Compare: CR1025 Technical Data Sheet, company publication, Renata SA, Itingen, Switzerland, 2001.), a diameter of 10 mm and a thickness of 2.5 mm and a capacity of 30 mAh.
Ublicherweise werden in Geräten dieser Gattung Batterien mit der IEC-Bezeichnung CR2032 (Vergleiche hierzu: CR2032 Data Sheet, Firmenschrift, VARTA Gerätebatterie GmbH, Ellwangen/Jagst, 1999.), einem Durchmesser von 20 mm, einer Dicke von 3,2 mm und einer Kapazität von etwa 250 mAh eingesetzt.Usually be in devices of this type batteries with the IEC designation CR2032 (comparisons for this: CR2032 Data Sheet, company brochure, VARTA device battery GmbH, Ellwangen / Jagst, 1999.), a diameter of 20 mm, one Thickness of 3.2 mm and a capacity of about 250 mAh used.
Gleichzeitig zu den geringen mechanischen Abmaßen des drahtlosen Signalsenders und -detektors ist eine lange Lebensdauer der Batterie von mehr als 5 Jahren, vorzugsweise von mehr als 10 Jahren, notwendig damit der durch den Batteriewechsel bedingte Wartungsaufwand der erfindungsgemäßen Anordnung, gerade bei gleichzeitigem Einsatz von mehreren drahtlosen Signalsendern und -detektoren in einem Gebäude, gering bleibt.simultaneously to the small mechanical dimensions of the wireless signal transmitter and detector is a long battery life of more than 5 years, preferably more than 10 years, necessary with it the maintenance of the arrangement according to the invention caused by the battery replacement, especially with the simultaneous use of multiple wireless signal transmitters and detectors in a building, low remains.
Eine
Energiebetrachtung zeigt den hauptsächlichen Einfluß des Ruhestroms
der Anordnung auf die Lebensdauer der Batterie.
Die
folgende Berechnung zeigt die innerhalb von 10 Jahren verbrauchte
Batteriekapazität
einmal für die
Summe aller Sendevorgänge
und einmal für
die Summe der Zeit zwischen den Sendevorgängen:
Eine erfindungsmäßig geeignete Batterie des Typs CR927 mit einer Kapazität von etwa 30 mAh würde selbst bei einer angenommenen Selbstentladung von 1% der Batteriekapazität pro Jahr einen mehr als zehnjährigen Betrieb zulassen.A in accordance with the invention CR927 battery with a capacity of about 30 mAh would itself assuming a self-discharge of 1% of the battery capacity per year a more than ten year old Allow operation.
In
dem gezeigten Berechnungsbeispiel ist die durch den Ruhezustand
bedingte Energieentnahme aus der Batterie
Besonders
vorteilhaft im Sinne der Erfindung ist es deswegen, das die Anordnung
nach der
Der Piezofilm ist mechanisch derart mit dem Betätigungselement, z.B. der Schaltwippe eines Lichtschalters, verbunden, dass bei jeder Betätigung eine Ladungsverschiebung am Piezofilm entsteht. Zur Auswertung dieser Ladungsverschiebung ist der Piezofilm hochohmig mit dem Gate eines J-Feldeffekttransistors Q6 verbunden.Of the Piezo film is mechanically so with the actuator, e.g. the rocker switch a light switch, connected, that with each actuation one Charge shift occurs on the piezo film. To evaluate this Charge shift is the high-impedance piezofilm with the gate of a J field effect transistor Q6 connected.
Die Verwendung eines J-Feldeffekttransistors ist im Sinne der Erfindung besonders vorteilhaft, da hierdurch Piezofilme mit besonders geringen mechanischen Abmessungen verwendet werden können.The Use of a J field effect transistor is within the meaning of the invention particularly advantageous, since this piezofilms with very low mechanical dimensions can be used.
Die Ladungsverschiebung im Piezofilm führt dazu, dass am Gate des J-Feldeffekttransistors Q6 ein Spannungsimpuls entsteht, für dessen Dauer der J-Feldeffekttransistor Q6 sperrt und dadurch über den Widerstand R8 ein Basisstrom in den Transistor Q5 fließt.The Charge shift in the piezo film leads to the fact that at the gate of the J field effect transistor Q6, a voltage pulse is generated, for whose Duration of the J-field effect transistor Q6 blocks and thereby on the Resistor R8, a base current flows into the transistor Q5.
Der
Transistor Q5 leitet nun und lädt
das Gate des MOSFETs Q4 auf, wodurch der MOSFET Q4 durchschaltet
und über
die Verbindung
Der
am Piezofilm generierte Spannungsimpuls ist kürzer als die zur Ubertragung
des Funksendetelegramms benötigte
Zeit, so daß der
hier in
Nach
Beendigung der Telegrammübertragung
generiert der in
Die
erfindungsgemäße Anordnung
aus
Die maximale Ruhestromaufnahme wurde unter Verwendung der vom Hersteller angegebenen Maximalwerte bestimmt. Diese Bestimmungsmethode ist für die Eignung der Schaltung zur Serienproduktion Vorraussetzung. Die bei einem Laboraufbau erreichten Werte liegen deutlich unter den angegebenen Maximalwerten.The Maximum quiescent current was taken using the manufacturer specified maximum values. This method of determination is for the Suitability of the circuit for series production prerequisite. The at values achieved in a laboratory setup are well below those indicated Maximum values.
Die
Spannungsversorgungseinheit
Ergänzend sind
im folgenden noch weitere mechanische Konstruktionsbeispiele des
erfindungsgemäßen drahtlosen
Signalsenders und -detektors gezeigt, die verdeutlichen, dass als
Sensorelement
Zusätzlich zu
den gezeigten Ausführungsbeispielen
können
nach einem ähnlichen
Prinzip auch andere Sensoren als Sensorelement
Es eignet sich auch ein magnetischer Sensor, z.B. in Form einer Anordnung aus Dauermagnet und elektrischer Spule.It Also suitable is a magnetic sensor, e.g. in the form of an arrangement made of permanent magnet and electric coil.
Ebenso läßt sich ein mikromechanischer Sensor verwenden. Dabei handelt es sich um eine integrierte Halbleiterschaltung, bei der das Sensorelement, z.B. ein Sensor zur Beschleunigungsmessung, als Bestandteil eines Siliziumchips ausgeführt ist und so eine vorteilhaft kleine Bauform des erfindungsgemäßen drahtlosen Signalsenders und -detektors erlaubt.As well let yourself use a micromechanical sensor. It refers to a semiconductor integrated circuit in which the sensor element, e.g. a sensor for measuring acceleration, as part of a Silicon chips executed is and so an advantageous small design of the wireless according to the invention Signal transmitter and detector allowed.
Ebenso
können
die in
Als mikromechanischer Sensor wird hier verstanden, dass die einzelnen mechanischen Komponenten z.B. eines Beschleunigungssensors zur Detektion der Bewegung der Schaltwippe mit Methoden hergestellt werden, die zur Halbleiterfertigung eingesetzt werden und deswegen eine besonders kleine Bauform aufweisen, zusätzlich kostengünstig wie ein elektronisches Bauelement verarbeitet werden können und vorteilhaft im Sinne kleiner mechanischer Abmessungen des er findungsgemäßen drahtlosen Signalsenders und -detektors bereits Teile der elektronischen Komponenten des Signalsenders und -detektors auf der den Sensor darstellenden Halbleiterschaltung beinhalten. Sensoren dieser Art nach dem Stand der Technik werden z.B. in Airbags eingesetzt.When Micromechanical sensor is understood here that the individual mechanical components e.g. an acceleration sensor for detection the movement of the rocker be made with methods that used for semiconductor production and therefore a special have small design, in addition economical how an electronic component can be processed and advantageous in terms of small mechanical dimensions of he inventive wireless Signal transmitter and detector already parts of the electronic components the signal transmitter and detector on the sensor representing Semiconductor circuit include. Sensors of this kind according to the state of the art are e.g. used in airbags.
Der
in
Claims (19)
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Inventor name: AUMANN, GREGOR MARIA ERNST WALTER, 40479 DUESS, DE |
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